Исследованы термодинамические особенности уникального биопестицида

Листья гевеи

MONACO NATURE ENCYCLOPEDIA

Ученые Университета Лобачевского (ННГУ) исследовали термодинамические свойства белка гевеина, который может проявлять свойства естественного пестицида. Полученные результаты позволят создать новые устойчивые формы сельскохозяйственных растений, а также помогут в разработке лекарственных средств. Статья об исследовании опубликована в журнале The Journal of Chemical Thermodynamics.

Гевеин представляет собой небольшой белок, состоящий из сорока трех аминокислотных остатков. Он является основным компонентом нижней фракции латекса каучукового дерева Hevea brasiliensis, которое произрастает в районе экватора, поэтому выделением его из сырья занимались исследователи из Университета Паджаджаран (Индонезия). Этот белок обладает антимикробной активностью и по своей сути является биопестицидом, что открывает перспективные возможности его использования для экологизации сельского хозяйства.

Антимикробные пептиды имеют широкий спектр действия и способность быстро убивать клетки-мишени, кроме того, в отличие от традиционных антибиотиков, вызывающих образование устойчивых форм патогенов, резистентности к данной группе веществ нет.

Сотрудники химического факультета ННГУ провели измерение и расчет термодинамических свойств этого белка и выявили ряд его особенностей. Некоторые значения были получены впервые.

«Полученные нами термодинамические свойства гевеина ранее не изучались. Трудность исследования заключалась в том, чтобы достоверно охарактеризовать состав исследуемого образца, так как полученный гевеин представляет собой сокристаллизованный трехкомпонентный однофазный продукт, содержащий в составе молекулы воды. Все изученные нами новые термодинамические свойства гевеина, а именно теплоемкость, энтальпия, энтропия и функция Гиббса, получены впервые», — отмечает профессор Князев.

Эти свойства характеризуют температурные интервалы устойчивости образца и важны для фармацевтической отрасли. Для проведения анализа использовался метод ионно-распылительной масс-спектрометрии. Состав и аминокислотную последовательность соединения ученые определили с помощью аминокислотного анализатора и белкового секвенатора.

«Суть данной работы заключается в исследовании свойств белков, которые потенциально могут быть использованы при разработке новых лекарственных средств, — рассказывает Александр Князев. — До этого момента было неизвестно, имеет ли гевеин другие полиморфные модификации, и, чтобы ответить на вопрос, сохраняются ли его свойства после перехода, нужно было провести дополнительные исследования. В ходе исследований было установлено, что данный образец гевеина при определенной температуре имеет фазовый переход. Такие исследования интересны тем, что определенная модификация может быть ответственна за конкретное свойство, которое может не проявляться в какой-либо другой форме».

Термодинамические свойства белков и других биологически активных веществ имеют обширную сферу применения, от выяснения стабильности соединений до использования полученных величин при разработке новых лекарственных средств. Термодинамическое описание реакций с участием белков прольет свет на понимание многих процессов, происходящих в живых организмах, ответит на вопросы о возможности или невозможности протекания тех или иных реакций, приведет к пониманию их биологических функций.

«В дальнейшем планируется разработка путей модификации гевеина в формы, обладающие более высокой антимикробной активностью. Интересно другое направление — создание модифицированных организмов, устойчивых к действию патогенных микроорганизмов — грибов. Гевеин обладает участком, который позволяет ему закрепляться на поверхности микроорганизма и способствовать дальнейшему его уничтожению. Это работа биологов. Но без тех данных, что мы получили, дальнейшие исследования невозможны», — заключает Александр Князев.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.